Page 136 - Giáo trình môn học Nguyên lý tạo ảnh

Về khía cạnh kỹ thuật ta quan tâm tới hai vấn đề: một là phân tích sóng phản hồi
để tính tần số Doppler, nhờ đó khảo sát được sự chuyển động của vật cần khảo sát.
Hai là hiển thị lên màn ảnh sự phân bố của vật chuyển động đó.
Trong lĩnh vực sóng âm, nguyên lý của hiệu ứng Doppler được hiểu như sau:
Khi một chùm siêu âm được phát đi gặp một vật thì sẽ có hiện tượng phản hồi âm, tần
số của chùm siêu âm phản hồi về sẽ thay đổi so với tần số của chùm phát đi nếu
khoảng cách tương đối giữa nguồn phát và vật thay đổi. Khi nguồn âm tiến lại gần
người quan sát, tần số mà người quan sát nhận được cao hơn tần số do nguồn âm đó
phát ra. Trường hợp nguồn âm đi ra xa người quan sát, người đó nhận được tần số
thấp hơn tần số của nguồn phát. Tấn số sóng phản xạ f nhận được theo công thức sau:
f c
f = 0 = f 0 (3.13)
1  v c  v
c
Dấu “-” xảy ra khi người quan sát tiến lại gần nguồn phát âm, dấu “+” xảy ra khi
người quan sát đi ra xa nguồn phát âm.
Trong đó f 0 là tấn số nguồn phát, c là tốc độ âm trong môi trường, v là tốc độ
âm so với người quan sát.
b. Tần số siêu âm Doppler
Tần số Doppler là độ biến thiên giữa tần số phát và tần số thu
Sự thay đổi tần số được tính theo công thức:
(3.14)

(3.15)
Suy ra V=

Trong đó:
Δf là sự thay đổi tần số (tần số Doppler)
f 0 là tần số nguồn phát
f là tần số sóng phản xạ
V là tốc độ vật di chuyển
θ là góc giữa chùm siêu âm và mạch máu (hồng cầu)
C là tốc độ của sóng siêu âm trong cơ thể (1540m/s)
Số 2 được đưa vào do hiệu ứng Doppler xảy ra hai lần: lần một khi tế bào
máu nhận tín hiệu phát từ đầu dò, lần hai khi đầu dò nhận tín hiệu phản hồi từ các tế
bào máu.
Từ công thức 3.14 ta thấy:
- Tần số Doppler Δf tỷ lệ thuận với vận tốc dòng chảy
0
- Nếu θ=0 thì Cosθ=1 nên Δf tối đa, tín hiệu cao nhất, chính xác nhất.
- Nếu θ=90 thì Cosθ=0 nên không có tín hiệu Doppler, không đo được chiều
0
dòng chảy, chiều tín hiệu. Do đó khi thực hành để góc θ càng nhỏ càng tốt (nên nhỏ
0
hơn 60 ).
- Nếu sử dụng sóng siêu âm có tần số phát f 0=2÷8MHz thì thu được tần số
Doppler trong giải tần nghe được 50Hz÷15KHz.

136